正射校正 - 图文

正射纠正

一、实验目的

正射纠正是通过在原始影像上选取一些地面控制点，并利用该影像范围内的数字高程模型(DEM)数据，对影像同时进行倾斜改正和投影差改正，将影像重采样成正射影像的过程。本实验旨在让同学们熟悉影像正射纠正的基本知识和流程，通过该实验加深对影像正射纠正基本原理和方法的理解。 二、实验内容

对于给定的原始高分辨率影像数据（如IKONOS）和相关的数字高程模型（DEM）数据，基于有理函数模型，实现该影像的正射校正，获得正射影像。

三、实验平台/软件：ENVI 四、实验流程

1. 要打开一个影像文件，在ENVI主菜单中，选择File → Open Image File。 2. 在出现的Enter Data Filenames文件选择对话框中，点击Open File按钮，选择

po_101515_pan_0000000.tif文件，然后点击Open。

3. 在可用波段列表中，选中Gray Scale单选按钮，选择刚打开的IKONOS影像文件的

第一个波段，然后点击Load Band按钮显示该波段。

在可用波段列表中，可以注意到该影像已经含有相应的地理信息了。不过，因为影像还没有进行正射校正，所以影像中任何指定点报告出的坐标都有可能含有显著的点位误差。

4. 从ENVI主菜单栏中，选择File → Open External File → Digital Elevation →

USGS DEM。

5. 选中CONUS_USGS.dem文件，然后点击Open。

6. 在USGS DEM Input Parameters对话框中，输入ortho_dem.dat作为输出文件

名，然后点击OK。

7. 在可用波段列表中，选择Gray Scale单选按钮，点击ortho_dem.dat文件下所列

的DEM影像。

8. 在可用波段列表底部，点击Display #1按钮，并选择New Display。 9. 点击Load Band按钮，把高程影像加载到一个新显示窗口中。 10. 查看这些将被用在正射校正中的影像。

这个区域高程值的范围从海平面一直到245米。这个显著的地形起伏必然将给IKONOS影像带来几何上的误差。同时，也可以注意到DEM和IKONOS影像没有相同的地图投影，而且也没有相同的像元大小。但是ENVI正射校正的工具可以解决这个问题，没有必要在正射校正处理前，对两幅影像重新定义投影或者重采样。

运行正射校正程序

1. 选择Map → Orthorectification → Orthorectify IKONOS，打开正射校正工具。 2. 在文件选择对话框中，选择po_101515_pan_0000000.tif文件，点击OK。 3. 在随后出现的Enter Orthorectification Parameters对话框中，输入下列参数值：

?

Image Resampling是可以确定IKONOS影像中像元值的大小，它可以把当前影像转换到另外一个空间尺度。默认的重采样方法是Biliner（双线性插值），它能够对影像进行适当的平滑。Cubic Convolution（三次卷积重采样）选项能够产生更加平滑的效果，而Nearest Neighbor（最近邻法重采样）选项将不会改变初始的像素值。Nearest Neighbor选项将导致一个相对的不连续效果，但是如果想要在正射校正后的影像上进行分析，这将是唯一有效的选择。对于本次专题辅导，我们会使用默认的Bilinear选项。

? ?

Background value就是在最终影像中指定的边缘像素的像素值，一般设定值为0。 Input Height指定了数字高程模型（DEM）或者一个固定的高程值是否使用在整个影像中。因为我们已经有DEM数据，这是一个更精确的选项，因此选择DEM选项，点击Select DEM。并在随后出现的文件选择对话框中，选择先前生成的高程文件ortho_dem.dat。

?

DEM Resampling是一种确定像元值的方法，它将在内部进行计算，并生成同IKONOS影像有相同方位和像素大小的高程影像。在这里，我们仍使用默认Bilinear重采样法。

?

Geoid Offset为大地水准面超过影像拍摄地平均海平面的高度。大多数的高程影像都提供了每个像素相应地超过平均海平面的高程信息。正射校正仍然需要每个像素相应地超过椭球体的高程信息。要将DEM中平均海平面高程值转换成超过椭球体的高程值，必须把大地水准面高程加到DEM中。在本次专题辅导中，输入-35米的大地水准面高程。这就意味着在该地区椭球体大致超过平均海水面35米。

许多进行摄影测量机构都有自己的软件来确定大地水准面高程。可以从NOAA、NIMA、USGS，或者其它信息源，来获取这些软件。当前，可以在下面这个URL链接中，计算大地水准面高程：

Save Computed DEM指定了是否要输出重采样的DEM，该DEM将在正射校正处理过程中计算出来。选择NO。

?

在对话框的右边，都是与输出影像的范围和像元大小相关的参数。默认的参数值将从原始IKONOS影像的地理坐标信息中计算出来，这对本次专题辅导比较适合。注意，如果想要改变输出的正射校正影像的投影，可以点击Change Proj…按钮来改变其投影。

?

Orthorectified Image Filename就是输出文件的名字。在这里，输入文件名ikonos_ortho.dat。

4. 已经选定了所有的这些参数，点击OK，开始进行正射校正处理。

正射校正处理将花费几分钟的时间。当处理完成后，经正射校正的影像就会列出在可用波段列表中。

检查正射校正后的结果

1. 在Display #2中显示正射校正后的影像，当前Display #2显示窗口显示的是高程影

像。

2. 从显示窗口的菜单栏中，选择Tools → Link Displays → Link，对原始IKONOS

影像和正射校正后的影像进行比较。

3. 在其中一个显示窗口中，点击鼠标左键，来查看另一幅影像。注意其几何信息的差

异，特别是在两幅影像的右上角处。这就是正射校正处理后的结果。

五、实验结果及分析

图一：正射校正

图二：正射校正检查

六、实验总结

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